Кровельные сэндвич-панели появился на российском рынке в начале 1990-х гг. (сэндвич-панели начали применять в нашей стране еще в 1970-х гг., но только для ограждения стен), и с тех пор сфера его применения неуклонно растет.

Впервые стало возможным использовать в работе «модульные», т.е. в полном смысле готовые, элементы кровли заводской комплектности. Теперь «кровельный пирог» можно собирать как конструктор, трудоемкость монтажа упала в несколько раз, возросла его скорость.

Сэндвич-панель представляет собой элемент скатной кровли – многослойную конструкцию, в которой теплоизоляционный слой с обеих сторон закрыт оцинкованным профилем. Как правило, это оцинкованная сталь толщиной 0,5–0,7 мм с полимерным покрытием (полиэстер, пластизол, ПВФ, пурал, Colorcoat Prisma или со специальным гигиеническим покрытием для пищевых производств). Такой профиль устойчив к коррозии, к УФ-излучению и кислотным средам, обладает высоким сопротивлением к истиранию. В отличие от стеновых профиль кровельных панелей имеет высокие ребра, благодаря которым обеспечивается повышенная жесткость и водосток.

Большая часть выпускаемых сэндвич-панелей имеет облицовку с трапециевидными гофрами (высота гофра около 40 мм), заполненными утеплителем. Гофры придают панелям повышенную жесткость и надежную герметизацию стыков.

Данный материал применяется при устройстве кровли с минимальным наклоном 6 % (для сплошных панелей) и 9 % (для панелей, соединенных между собой по длине) крыш зданий и сооружений, возводимых по каркасно-панельной схеме, когда несущие конструкции выполнены из металлических, железобетонных или деревянных элементов. Панели применимы на кровлях любой площади, в том числе со скатом более 12 м.

Как правило, сэндвич-панели поступают заказчику в полной заводской комплектации. Они устанавливаются по прогонам и крепятся самосверлящими шурупами к несущим конструкциям каркаса здания. 

Благодаря своим хорошим эксплуатационным свойствам сэдвич-панели находят широкое применение как при новом строительстве, так и при реконструкции кровли для ее утепления. Практически любое малоэтажное строение, начиная автомойкой и заканчивая крупным супермаркетом, может иметь ограждающие конструкции, смонтированные из сэндвич-панелей. Поэтому направлений строительства, в которых используется этот материал, очень много: промышленные, производственные и административные здания, торговые комплексы и крытые рынки, спортивные комплексы и бассейны, промышленные холодильники, ангары, терминалы, автостанции и т.д. Широкие возможности транспортировки позволяют доставлять сэндвич-панели даже вертолетом в труднодоступные места.

Согласно статистике, наибольшая доля сэндвич-панелей идет на строительство торговых, офисных и складских помещений. В 2007 г. на строительство данного вида недвижимости ушло около 50,8 % производимых панелей. Согласно прогнозам, к 2012 г. эта доля возрастет до 55,2 %. Ожидается развитие и других направлений строительства, в том числе жилищного.

Преимущества сэндвич-панелей

•Высокие теплотехнические и звукоизоляционные характеристики.
•Небольшой вес.
•Комплексное решение всех узлов.
•Удобство и сжатые сроки монтажа.
•Экономичность (за счет снижения сроков строительства).

Краткая характеристика рынка

Прежде всего, необходимо отметить: вся аналитика, представленная в данном разделе, основана на общих оценках рынка сэндвич-панелей, включая фасадные материалы. Объемы производства кровельных сэндвич-панелей, уступают объемам выпуска стеновых панелей. Однако в структуре производства у всех производителей соотношение стеновых и кровельных панелей примерно одинаково: 80 к 20 %. Поэтому, в целом, показанные ниже тенденции характерны для сегмента кровельных сэндвичей в той же степени, что и для всего рынка.

За последние три года рынок сэндвич-панелей вырос на 65 % и, согласно прогнозам производителей, в ближайшие годы будет увеличиваться на 20–30 % в год. Тем самым, темпы роста превысили прогнозируемые. Примечательно, что основной рост рынка произошел за счёт внутреннего производства. Это говорит о развитии российских производителей, совершенствовании производственных технологий и повышении спроса на отечественную продукцию. Данная тенденция прослеживается с 1998 г. (до этого на рынке сэндвич-панелей доминировали зарубежные производители). После финансового кризиса, когда резко упал объем импорта, отечественные производители стали активно развивать собственное производство и, в итоге, захватили рынок. В результате, уже к 2005 г. внутреннее производство составляло около 96,2 % рынка.

Объем импорта сэндвич-панелей невелик и составляет только 3 % рынка (по состоянию на 2007 г.). Соответственно на долю кровельных «сэндвичей» приходится и того меньше. В прошлом году был отмечен интенсивный рост импортных поставок в стоимостном выражении, в то время как в натуральном выражении он немного снизился. Основной объем импорта составляет продукция ценового сегмента «премиум-класса», которую отличают: высокое качество сырья, особый дизайн, инновационные элементы крепежа и конструкции замков. Импортные материалы, по оценкам производителей сэндвич-панелей, более высокого качества, следовательно, сэндвич-панели, изготовленные с их использованием, будут дороже. Для российских производителей производство продукции «премиум-класса» невыгодно – на неё невысокий спрос, но при этом высокие затраты на логистику (повышенные требования к транспортировке, погрузке/разгрузке и временному хранению продукции). Этот сегмент занят компаниями, экспортирующими на российский рынок уже готовую продукцию.

Различия между панелями отечественных производителей заключаются, прежде всего, в качестве используемого сырья (металл, минеральная вата, клей), наличии технической документации, в решении стыков панелей, замков соединения. В условиях жёсткой конкуренции мелкие производители ищут варианты снижения себестоимости продукции (за счет применения более дешевого сырья), что нередко сказывается на ее качестве.

Технические требования к сэндвич-панелям

При подборе сэндвич-панелей (как, впрочем, и других материалов) для возведения ограждающих конструкций одним из важнейших критериев служит минимально допустимое сопротивление теплопередаче, регламентируемое СНиП 11-3-79* «Строительная теплотехника» (1998 г.). В зависимости от этого параметра могут быть приняты различные по толщине, типу утеплителя (а значит, удельному весу) конструктивные элементы.

Не менее важны требования гигиенические, санитарные и экологические, особенно в объектах специального назначения (в первую очередь это касается медицинских учреждений, предприятий пищевой промышленности). Так, например, в помещениях для производства и складирования пищевых продуктов одними из важнейших требований являются химическая и биологическая стойкость. Важной характеристикой сэндвич-панелей этого вида, как материала, является их модульность, что во многом обусловливает те достоинства, благодаря которым этот материал завоевывает все большую популярность. Ведь типовые габариты конструкционного модуля позволяют разработать ряд типовых же решений узлов и готовых сооружений для различных нужд заказчиков, снабдив их к тому же необходимыми и тоже типовыми аксессуарами.

Для строительства холодильных камер, складов, терминалов используются, как правило, специализированные высококачественные импортные или отечественные сэндвич-панели, подбираемые в зависимости от требований, предъявляемых к охлаждаемым помещениям. По данным производителей, в низкотемпературной камере температура может поддерживаться до –25 °С при внешней температуре +40 °С. Очевидно, что при таких условиях эксплуатации к ограждающим конструкциям предъявляются повышенные требования с точки зрения их теплотехнических характеристик.

Типология сэндвич-панелей

Из всей массы представленной на современном российском  рынке продукции можно выделить несколько типов кровельных сэндвич-панелей: по виду сборки и по видам применяемых в производстве материалов.

Виды сборки:

•заводская;
•поэлементная (полистовая).

Основное производство приходится на сэндвич-панели заводской сборки, поскольку у потребителя сложилось убеждение, что их применение снижает процент брака при монтаже. О том, что представляют собой панели заводского производства, было сказано выше, в начале статьи.

Сэндвич-панель поэлементной сборки представляет собой объемную тонколистовую конструкцию сэндвич-профиль, в которую вставляется теплоизоляция (базальтовая вата или стекловата), далее крепится ветрозащитный барьер, а затем – облицовка. В качестве облицовки обычно используют профнастил с полимерным покрытием. Для гашения акустических эффектов в спортивных, общественных и других сооружениях выпускаются специализированные перфорированные (акустические) сэндвич-профили.

В настоящее время сэндвич-панели поэлементной (полистовой) сборки предлагает только компания «Металл Профиль». Стоит отметить, что на зарубежном кровельном рынке представлены преимущественно сэндвич-панели поэлементной сборки.

Поэлементная сборка обходится дешевле сэндвич-панелей, не требует высокой точности сборки металлокаркаса, однако более трудоемка при монтаже. Следует обратить внимание, что сэндвич-панели поэлементной сборки не требуют применения грузоподъемных механизмах, так как масса одной шестиметровой панели – около 40 кг (ее легко поднимают два человека). Заводские сэндвич-панели поступают на стройплощадку в готовом виде – можно сразу монтировать. Однако их применение требует точности изготовления металлокаркаса и правильной разрезки панелей перед монтажом.

Виды применяемых утеплителей:

•минеральная вата;
•пенополистирол;
•пенополиуретан;
•комбинированные.

До 2006 г. в качестве утеплителя для сэндвич-панелей применялась только минераловатная теплоизоляция. Впрочем, и сейчас данный вид утеплителя доминирует. (Сегмент минеральной ваты для производства панелей составляет около 18 % от всего рынка минеральной ваты – процент немалый.)

Для сэндвич-панелей применяется только твердая минеральная вата плотностью не менее 100–115 кг/м3. При менее плотном утеплителе панели получаются недостаточно жесткими. Утеплитель располагают таким образом, чтобы его волокна были перпендикулярны плоскости обшивки (поперечно-ориентированные волокна), для этого минеральная плита режется на полосы (ламели). Этим обеспечиваются высокие прочностные характеристики панелей.

Основное положительное преимущество минеральной ваты при применении ее в качестве утеплителя для сэндвич-панелей – негорючесть (НГ). Этим объясняется популярность наполнителя у заказчиков (с действующими противопожарными нормами не поспоришь). Однако стоит учитывать, что негорючим материалом является сама минеральная вата как таковая. Опасность возгорания существует также со стороны полиуретанового клея, который используется для скрепления наполнителя с покровными листами. К недостаткам можно отнести низкую влагостойкость минеральной ваты (панели с этим утеплителем должны быть надёжно защищены от атмосферных осадков при транспортировке и хранении), а также её вес (в среднем – 20 кг/м2 при кровельной панели толщиной 200 мм).

Андрей Валентинович Фадеев, технический директор ООО «ПРОМСТРОЙПАНЕЛЬ»

Важное значение в производстве сэндвич панелей играет утеплитель. Из некачественной минеральной ваты невозможно сделать качественную сэндвич-панель, способную долгое время выдерживать снеговые нагрузки, перепады температур и прочие неблагоприятные воздействия. Поэтому для производителей сэндвич-панелей с минераловатным сердечником проблема выбора качественной минеральной ваты весьма актуальна.

Особое внимание на производстве следует уделять постоянному контролю качества минераловатной продукции для сэндвич-панелей. Измерению нужно подвергать не только такой параметр, как плотность, но и физико-механические свойства материала, ведь механические показатели минераловатного утеплителя – сжатие, растяжение, сдвиг – являются определяющими в работе конструкции. Кроме прочностных показателей  проверяются геометрические, содержание органических веществ и влажность материала (в каком виде он прибыл). У многих производителей сэндвич-панелей существует собственный «входной» контроль качества, включающий те же измерения, что и «выходной» контроль у производителей минеральной ваты.

Сендвич-панели с сердечником из пенополиуретана (обозначения - ППУ, PUR) производятся путем вспенивания наполнителя между двух листов облицовки. Среди теплоизолирующих материалов ППУ обладает наиболее низким коэффициентом теплопроводности и высокими гидроизолирующими свойствами. Он химически нейтрален к кислотным и щелочным средам, по гигиеническим нормам разрешено его применение в холодильной технике для продовольственных продуктов. Однако далеко не все производители используют в качестве теплоизолятора ППУ в силу того, что при согласовании противопожарных мероприятий соответствующие службы учитывают его группу горючести (здесь существуют разные оценки – Г4 или Г2) и требуют проводить довольно затратные действия по установке автоматических систем пожаротушения.

Поэтому в настоящее время сэндвич-панели с сердечником из ППУ применяют преимущественно при строительстве промышленных холодильников и спортивных сооружений (ледовые арены, катки, в качестве примера можно также привести горнолыжную трассу в Красногорске, Московская область).

Отдельно необходимо отметить сэндвич-панели с утеплителем на пенополиизоциануратной (PIR) основе. Пенополиизоциануратные напыляемые пенопласты, известные еще как PIR-пены, обладают, по сравнению с другими ППУ-системами, пониженной горючестью, что делает их незаменимым средством при повышенных эксплуатационных требованиях к индустриальным объектам.

Применение пенополистирольных утеплителей в сэндвич-панелях до 2006 г. было ограниченным, однако дефицит теплоизоляционных материалов из минеральной ваты подтолкнул многих производителей задуматься о переходе на другой материал утеплителя. В результате многие предприятия стали внедрять в производство панели с различными утеплителями.

Как известно, пенополистирол – долговечный, экономичный, водонепроницаемый и хороший теплоизолирующий материал. Сэндвич-панели с сердечником из этого материала, в пересчёте на вес конструкции, дешевле аналогов с сердечников из минваты, а за счет себестоимости материала – и из ППУ.

Главный его недостаток – пожароопасность материала, деформация под воздействием высоких температур. В последнее время на российском рынке появились пенополистиролы, имеющие сертификаты пожарной безопасности, относящие их к группе горючести Г1. Однако специалисты ВНИИПО МЧС категорически против присвоения пенополистиролам данной категории и применения данного утеплителя в кровельных конструкциях. Затраты на противопожарные мероприятия могут оказаться значительными.
В настоящее время мнения о возможностях использования кровельных сэндвич-панелей с сердечником из пенопластов разделились: одни полагают, что они применимы на зданиях и сооружениях, имеющих степень огнестойкости не выше II категории (согласно СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений», табл. № 4); другие предлагают ограничиться вспененным пенополистиролом на основе фенол-резольных смол («пенорезолом»); третьи внедряют в производство комбинированные сэндвич-панели.

Комбинированные сэндвич-панели имеют многослойную структуру сердечника из разных видов утеплителя – чередующихся продольных полос минеральной ваты и пенополистирола или минваты и ППУ. Комбинированные сэндвич-панели имеют ряд преимуществ перед сэндвич-панелями из минеральной ваты: они дешевле, легче и обладают большей жесткостью. Если сравнивать с сэндвич-панелями с наполнителем из пенополистирола, то комбинированные сэндвич-панели удовлетворяют нормам СНиП по огнестойкости.

Виды креплений

Основная проблема при монтаже «сэндвичей» – это удачный или неудачный стык панелей, поэтому производители и сами строители непосредственно перед работой уделяют особое внимание решению «замка». От этих самых стыков зависит очень многое: и прочность соединения конструкции, и отсутствие маленьких зазоров, куда будет проходить холодный воздух, и наивысшая герметичность конструкции во избежание проникновения влаги и паров в утеплитель. «Сэндвичи», кстати, имеют обыкновение менять свои размеры в зависимости от термических колебаний температур, поэтому необходимо учитывать эту особенность и наиболее точно подгонять углы, стыки и швы, чтобы не было деформации всей системы.

Варианты исполнения стыка сэндвич-панели

Первые конструкции кровельных панелей имели два типа соединения по продольным кромкам наружного листа: стоячий фальц и шов с применением гнутых элементов (нащельников). Такие системы обладают рядом недостатков, которые выявились только в процессе эксплуатации смонтированных кровель на ряде объектов. Верхний (наружный) металлический лист у этих панелей плоский, имеет только небольшое профилирование, поэтому под воздействием снеговых нагрузок зимой и солнечного тепла летом на поверхности появляются волнообразные деформации этого листа, что в конечном итоге может привести к микротрещинам в облицовке в углах отгиба фальцевых швов вследствие малоцикловой «усталости металла».

Какие-либо передвижения по кровле недопустимы, так как можно повредить наружный лист и минераловатный утеплитель, что повлечет за собой неизбежное отслоение и вздутие металлического листа. Закатка в фальц тоже оставляет желать лучшего, все зависит от исполнительности и профессионализма монтажников. Изъяны в фальцевом шве дают знать о себе уже после первого дождя. А самое главное – при формировании шва с применением механических приспособлений повреждается антикоррозионное покрытие металлических листов, что снижает срок эксплуатации таких кровель.

Конструкции замков по нижним (внутренним) листам могут раскрыться во время эксплуатации, под воздействием нагрузок. Это сводит «на нет» все усилия по герметизации этого соединения, влага из помещения попадает в слой утеплителя, снижая его теплотехнические характеристики. Некоторые отечественные производители сэндвич-панелей до сих пор выпускают подобные конструкции, рекламируя их с лучшей стороны. Другие начали совершенствовать свою продукцию: появились соединения по типу «шип – паз», панели со специальными замками.

Монопанели

Российский опыт эксплуатации покрытий из трехслойных сэндвич-панелей оказался далеко не таким удачным, как представлялось в начале его триумфального шествия. Как было сказано выше, наиболее распространённые способы креплений панелей оказались малопригодными для климатических условий нашей страны, а также по причине многочисленных дефектов монтажа. Особенно эта проблема оказалась актуальной для северных регионов. В результате попыток решить эту проблему на свет появилась «усовершенствованная» сэндвич-панель – монопанель.

Светлана Дымовских, менеджер ООО «Кузнецкий завод легких конструкций»

Компания «Кузнецкий завод легких конструкций» с 2007 г. прекратила производство кровельных сэндвич-панелей. В наших сибирских суровых климатических условиях они зарекомендовали себя не с лучшей стороны, так как имеют низкую несущую способность, а также крайне неудобны при монтаже, в связи с этим не достигается необходимая герметичность соединения.

Несмотря на то, что монопанель как особый вид кровельного материала, объединяющий достоинства мягкой и жесткой систем, заслуживает темы отдельной статьи, мы не можем не сказать о ней, поскольку, по формальным признакам (слоистая структура), ее также можно условно отнести к группе сэндвич-панелей.

Основанием этого «бутерброда» служит несущий стальной оцинкованный или оцинкованный и окрашенный профилированный лист, далее – «пенорезол» и, наконец, основное кровельное покрытие, приформованое к утеплителю в процессе его вспенивания, – полимерная гидроизоляционная мембрана на основе искусственных каучуков.

К несущим конструкциям (прогонам) монопанель крепится саморезами через отверстия в утеплителе по торцам панели и её краям в местах наличия прогонов. Продольные и поперечные стыки между монопанелями проклеиваются с помощью полимерной мастики полосами того же покровного материала, который приформован по всей площади монопанели.

Конструкция монопанели позволяет вести монтаж новой или быструю реконструкцию старой малоуклонной кровли действующих предприятий в любую погоду, исключая традиционные проблемы с намоканием утеплителя и гидроизоляцией примыканий.

С анализом рынка и возможностями  организации производства сэндвич-панелей Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков

«Рынок металлических сэндвич-панелей».

«База незавершенных инвестиционных проектов в области производства сэндвич-панелей».

«ТЭО организации производства сэндвич-панелей с волоконным наполнителем»

«Бизнес-план производства сэндвич-панелей с волоконным наполнителем»

www.newchemistry.ru